Pielea și rolul micronutrienților

Conf. dr. Corina Zugravu, UMF „Carol Davila”, București

Tegumentele sunt bariera cea mai importantă între organism și mediul înconjurător, prin intermediul căreia corpul se apără de numeroase agresiuni. Sănătatea pielii vine din interior și nutriția corespunzătoare este o condiție esențială. În articolul de față urmărim rolul jucat de cei mai importanți micronutrienți în relație cu pielea și mecanismele prin care aceștia acționează.

Introducere

Tegumentele sunt principala interfață a organismului cu mediul înconjurător. Expuse la agresiuni diverse, atât ca origine, cât și ca intensitate, trebuie protejate și urmărite de-a lungul vieții, astfel încât modificările patologice să poată fi surprinse în timp util și tratate. Evident, starea de nutriție a organismului joacă un rol central, aprovizionarea cu macro și micronutrienți în cantități adecvate fiind foarte importantă. Nutriția și elementele endogene specifice reglează funcțiile de barieră ale pielii și o fac să se poată adapta la diferiți factori întâlniți în viața de zi cu zi. Ori de câte ori statusul nutrițional se modifică, și pielea răspunde în mod negativ. Vom discuta în continuare câteva dintre rolurile jucate de vitamine și elemente minerale în menținerea integrității și a funcționalității tegumentelor.

Vitamina A

Această denumire include un grup larg de compuși organici, retinoizi și carotenoizi, care au roluri esențiale în reglarea proliferării, diferențierii și apoptozei unui mare număr de celule, printre care și al celor cutanate [1]. Carotenoizii, provenind mai ales din alimente de origine vegetală, reprezintă provitamine A. Cel mai reprezentativ carotenoid este beta-carotenul. Rolul lor esențial este de antioxidanți, iar pentru obținerea vitaminei A active, organismul îi convertește la retinol. Retinolul și derivații săi sunt cunoscuți pentru faptul că acționează prin intermediul unor receptori nucleari (RAR – receptori ai acidului retinoic și RXR – receptori pentru retionoidul X), care au, fiecare, 3 izotipuri (α, β, si γ) [2,3]. Receptorii formează, după activare, hetero sau homodimeri. Dimerii se leagă în zone specifice ale ADN-ului, localizate în gene promotoare, care mediază reglarea transcripției [4]. S-a observat că receptori retinoidici există și în kertinocitele epidermice, și în fibroblastele dermice, deci pielea este considerată ca un țesut dependent de retinol.

Efectele retionizilor pe piele se realizează prin diverse mecanisme, cum ar fi: reglarea expresiei genelor funcționale și structurale epidermice, prin legarea directă la RAR sau RXR [5]; modularea funcționării genelor legate de tegumente prin interferarea semnalelor trimise de alți factori de transcripție după legarea de receptori a retinoizilor [6]. Sunt studii care arată că retinoizii ar putea potența repararea pielii afectate de radiațiile ultraviolete, acționând prin creșterea proliferării keratinocitelor epidermice și a fibroblastelor dermice [7], precum și prin inhibarea expresiei metaloproteinazelor matriceale, a enzimelor ce degradează matricea, ceea ce duce la creșterea conținutului total de proteine [8].

Însă alte studii au arătat că retinoizii modulează proliferarea epidermică în boli precum psoriazisul [9,10]. Se poate trage concluzia că rolul retinoizilor în proliferarea epidermică nu este uniform și poate fi specific situației (stres/boală). Ea pare influențată de co-factori biologici care până în prezent nu au fost descoperiți. Retinoizii au o acțiune importantă de prevenție și tratament și a altor boli de piele, cum este ihtioza, cancerul cutanat sau acneea. Acidul trans-retinoic aplicat local este în mod particular sigur și eficient pentru formele medii de acnee, iar administrarea orală de acid 13-cis-retinoic este indicată în acneea severă, rezistentă la alte tratamente [11]. Studii mai noi arată că la pacienții cu dermatită atopică nivelul de retinoizi scade semnificativ, iar căile retinoidice de semnalizare cutanată sunt amplu dereglate [12]. Astfel, se poate deduce că o activitate retinoidică anormală poate contribui la geneza dermatitei atopice. Studii vechi arată și că deficiența de vitamina A se asociază cu întârzierea cicatrizării rănilor.

Trebuie reținut, totuși, că tratamentele topice sau orale cu retinozi au propriile efecte adverse, fiind descrisă o dermatită retinoidică, caracterizată prin eritem, xeroză, descuamare și prurit [13].

Vitamina C

Una dintre modalitățile prin care expunerea la radiații UV (ultraviolete) lezează pielea este prin creșterea stresului oxidativ, ceea ce are drept consecință modificări la nivelul AND-ului [14]. Există mai multe tipuri de radiații UV, în funcție de lungimea de undă UVB (280 – 310 nm) lezează în mod direct ADN-ul, dar UVA (320 – 400 nm) influențează ADN-ul în mod indirect, generând specii active de oxigen (peroxid de oxigen, anion superoxid) [14]. Este cunoscut faptul că expunerea la UV este un factor esențial pentru fotoîmbătrânire și pentru apariția cancerelor cutanate [14]. UV provoacă producerea de citokine și de factori de creștere. Aceștia determină creșterea expresiei metaloproteinazelor prin intermediul activării proteinei-1 (AP-1) și/sau a NF-κB, ducând la degradarea elastinei și colagenului cutanat [14]. Radicalii liberi induși inhibă expresia factorului de creștere (TGF)-β, un factor de promovare a formării colagenului [15]. Este clar că o creștere a speciilor reactive de oxigen, succesiv expunerii la UV, poate degrada integritatea pielii prin influența nocivă asupra colagenului și elastinei.

Consecințele sunt nedorite și pot fi incluse în noțiunea de fotoîmbătrânire: apariția de riduri, telangiectazii, asprirea pielii, hiperpigmentație parcelară. Se adaugă acțiunea mutagenă, asociată cu unele tipuri de cancere cutanate. Speciile reactive de oxigen induc mutații la nivelul genei p53, determinând evoluția leziunilor precanceroase către malignitate [16]. În acest sens, vitamina C este cel mai puternic antioxidant hidrosolubil, care a dovedit că are capacitatea să atenueze lezarea pielii de către UV [17]. Vitamina C scade semnificativ producerea de radicali liberi sub acțiunea UV, micșorând stresul oxidativ și protejând celulele în fața acestuia [17]. În plus, grăbește vindecarea rănilor, prin stimularea producției de colagen și procolagen [8]. În studii efectuate pe tegumente umane, vitamina C a crescut gradul de hidratare a pielii [19].

Vitamina D

Reevaluată pentru multiplele sale roluri sanogenetice, vitamina D este o substanță la granița vitamină-hormon. Ea este sintetizată în piele din 7-dehidrocolesterol consecutiv iradierii cu UV, și e activată sub acțiunea a două enzime, 25-hidroxilază (CYP27A1) și 25-hidroxivitamina D3 1-α-hidroxilaza (CYP27B1). Ambele enzime sunt necesare pentru a se forma vitamina activă (1-25 dihidroxi vitamina D3). CYP27B1 este exprimată în keratinocite și se află sub controlul unor semnale care apar în infecții bacteriene sau diferite lezări cutanate [20].

Vitamina D3 se leagă de receptorii specifici (VDR) pentru a recruta proteine co-activatoare ale transcripției, cum ar fi co-activatorul pentru receptori steroidici (SRC) 3 [21]. Un prim rol al vitaminei D active în piele este să crească apărarea antimicrobiană prin amplificarea nivelului peptidului antimicrobian catelicidină (CAMP), care este un component al imunității înnăscute [22]. Atât în culturi de celule, cât și în experimente pe animale, tratamentul cu vitamina D activă a crescut expresia CAMP, dependent de receptorii pentru vitamina D, stimulând imunitatea [22]. Alături de această acțiune, vitamina inhibă proliferarea keratinocitelor, deci tratamentul topic a fost util în boli de tipul psoriazisului [23]. Vitamina D modulează inflamația, angiogeneza și vindecarea leziunilor prin reglarea producției de CAMP [24]. Studii recente arată că la pacienții cu dermatită atopică exista un nivel diferit de vitamina D, în funcție de gradul de gravitate al bolii, ceea ce ne atrage atenția că deficiența de vitamina D ar putea fi legată de intensitatea dermatitei [25].

Vitamina E

Alături de vitamina C, care este un potent antioxidant hidrofil, vitamina E este cel mai puternic antioxidant lipofil. Este legată de membranele celulare în numeroase țesuturi. Studiile arată că o singură expunere la UV poate sărăci pielea în vitamina E, deci ea este un marker fidel al stresului oxidativ cutanat. Sunt studii care dovedesc că tratamentul cu vitamina E modulează distrugerile provocate de radicalii liberi în piele, cum ar fi fotocarcinogeneza [26], peroxidarea lipidică, imunosupresia [27], fotoîmbătrânirea [28]. De asemenea, vitamina E deprimă distrugerea colagenului, prin inhibarea expresiei metaloproteazei 1 [29]. S-a observat o acțiune sinergică între vitaminele E și C aplicate topic, referitor la protecția față de eritemul indus de UV, substanțial mai mare decât efectul aplicării doar al vitaminei E [30].

Vitamina E are și alte proprietăți. Ea poate diminua inflamația cutanată prin atenuarea producției de prostaglandine proinflamatorii, a citokinelor, ciclooxigenazei 2 și a oxidazei NADPH, toate cu rol proinflamator. Astfel de acțiuni sugerează că vitamina E joacă și rolul de agent antiinflamator în piele. Carențele induse la animale de laborator determină ulcerații cutanate și modificări de arhitectură a colagenului.

Elemente minerale

Și elementele minerale joacă un rol important în menținerea sănătății pielii. Zincul este un co-factor a numeroase metaloenzime, rolul său central fiind de a proteja pielea de agresiunea fotochimică. Absoarbe UV și limitează pătrunderea acestora în piele. Asocierea zincului cu vitamina C are acțiune antimicrobiană și curăță leziunile de acnee. Deficiența de zinc a fost adesea observată la pacienții cu epidermoliză buloasă.

Și cuprul joacă rol de antioxidant, protejând pielea de agresiunea UV [31]. El stimulează și maturația colagenului, eveniment critic pentru menținerea tonusului și elasticității tegumentelor. Cuprul intervine și în sinteza melaninei. La persoanele cu metabolism anormal sau în deficiențele avansate, poate apărea o afecțiune multisistemică, în care părul devine argintiu. Seleniul este un agent antioxidant cunoscut. Protejează pielea de stresul oxidativ indus de UV, prin activarea enzimelor antioxidante seleniu-dependente, tioredoxin reductaza și glutation peroxidaza, prezente în plasma keratinocitelor. Studiile efectuate pe om arată ca suplimentarea cu seleniu duce la o creștere a nivelului de glutation peroxidază la pacienții cu psoriazis, astfel ameliorând manifestările bolii. Deficiența de seleniu a fost detectată la pacienții cu epidermoliză buloasă distrofică recesivă, unde nivelul de seleniu e considerat un marker de boală [32]. Deficiența sa este asociată cu un risc crescut de cancer cutanat [33].

În concluzie, corecta aprovizionare a organismului cu vitamine și minerale este necesară pentru o bună protecție și funcționalitate a tegumentelor. Mai mult, ele par a juca roluri promițătoare atunci când sunt incluse în diferite produse medicamentoase, care vor putea fi utilizate în afecțiuni larg răspândite în populație, iar cercetările relevă roluri noi, care așteaptă deocamdată confirmarea.

Pentru ABONAMENTE și CREDITE DE SPECIALITATE click AICI!

Referințe bibliografice:

Lee D. D., Stojadinovic O., Krzyzanowska A., Vouthounis C., Blumenberg M., Tomic-Canic M. Retinoid-responsive transcriptional changes in epidermal keratinocytes. J. Cell Physiol. 2009; 220:427–439;
Elder J. T., Fisher G. J., Zhang Q. Y., Eisen D., Krust A., Kastner P., Chambon P., Voorhees J. J. Retinoic acid receptor gene expression in human skin. J. Invest. Dermatol. 1991; 96:425–433;
Gann A. A., Gates P. B., Stark D., Brockes J. P. Receptor isoform specificity in a cellular response to retinoic acid. Proc. Biol. Sci. 1996; 263:729–734;
Njar V. C., Gediya L., Purushottamachar P., Chopra P., Vasaitis T. S., Khandelwal A., Mehta J., Huynh C., Belosay A., Patel J. Retinoic acid metabolism blocking agents (RAMBAs) for treatment of cancer and dermatological diseases. Bioorg. Med. Chem. 2006; 14:4323–4340;
Radoja N., Diaz D. V., Minars T. J., Freedberg I. M., Blumenberg M., Tomic-Canic M. Specific organization of the negative response elements for retinoic acid and thyroid hormone receptors in keratin gene family. J. Invest. Dermatol. 1997; 109:566–572;
Lee B., Vouthounis C., Stojadinovic O., Brem H., Im M., Tomic-Canic M. From an enhanceosome to a repressosome: molecular antagonism between glucocorticoids and EGF leads to inhibition of wound healing. J. Mol. Biol. 2005; 345:1083–1097;
Varani J., Perone P., Griffiths C. E., Inman D. R., Fligiel S. E., Voorhees J. J. All-trans retinoic acid (RA) stimulates events in organ-cultured human skin that underlie repair. Adult skin from sun-protected and sun-exposed sites responds in an identical manner to RA while neonatal foreskin responds differently. J. Clin. Invest. 1994; 94:1747–1756;
Fisher G. J., Wang Z. Q., Datta S. C., Varani J., Kang S., Voorhees J. J. Pathophysiology of premature skin aging induced by ultraviolet light. N. Engl. J. Med. 1997; 337:1419–1428;
vande Kerkhof P. C. Update on retinoid therapy of psoriasis in: an update on the use of retinoids in dermatology. Dermatol. Ther. 2006; 19:252–263;
Jean J., Soucy J., Pouliot R. Effects of retinoic acid on keratinocyte proliferation and differentiation in a psoriatic skin model. Tissue Eng. Part A. 2011; 17:1859–1868;
Verfaille C. J., Borgers M., van Steensel M. A. Retinoic acid metabolism blocking agents (RAMBAs): a new paradigm in the treatment of hyperkeratotic disorders. J. Dutsch. Dermatol. Ges. 2008; 6:355–364;
Mihaly J., Gamlieli A., Worm M., Ruhl R. Decreased retinoid concentration and retinoid signalling pathways in human atopic dermatitis. Exp. Dermatol. 2011; 20:326–330;
Mukherjee S., Date A., Patravale V., Korting H. C., Roeder A., Weindl G. Retinoids in the treatment of skin aging: an overview of clinical efficacy and safety. Clin. Interv. Aging. 2006; 1:327–348;
Chen L., Hu J. Y., Wang S. Q. The role of antioxidants in photoprotection: a critical review. J Am Acad Dermatol. 2012; 67:1013–1024;
Walraven M., Gouverneur M., Middelkoop E., Beelen R. H., Ulrich M. M. Altered TGF-beta signaling in fetal fibroblasts: what is known about the underlying mechanisms? Wound Repair Regen. 2014; 22:3–13;
Halliday G. M. Inflammation, gene mutation and photoimmunosuppression in response to UVR-induced oxidative damage contributes to photocarcinogenesis. Mutat Res. 2005; 571:107–120;
McArdle F., Rhodes L. E., Parslew R., Jack C. I., Friedmann P. S., Jackson M. J. UVR-induced oxidative stress in human skin in vivo: effects of oral vitamin C supplementation. Free Radic. Biol. Med. 2002; 33:1355–1362;
Fisher G. J., Datta S. C., Talwar H. S., Wang Z. Q., Varani J., Kang S., Voorhees J. J. Molecular basis of sun-induced premature skin ageing and retinoid antagonism. Nature. 1996; 379:335–339;
Campos P. M., Goncalves G. M., Gaspar L. R. In vitro antioxidant activity and in vivo efficacy of topical formulations containing vitamin C and its derivatives studied by non-invasive methods. Skin Res. Technol. 2008; 14:376–380;
Park K., Lee S., Lee Y. M. Sphingolipids and antimicrobial peptides: function and roles in atopic dermatitis. Biomol. Ther. 2013; 21:251–257;
Bikle D. D., Teichert A., Arnold L. A., Uchida Y., Elias P. M., Oda Y. Differential regulation of epidermal function by VDR coactivators. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2010; 121:308–313;
Gombart A. F., Borregaard N., Koeffler H. P. Human cathelicidin antimicrobial peptide (CAMP) gene is a direct target of the vitamin D receptor and is strongly up-regulated in myeloid cells by 1,25-dihydroxyvitamin D3. FASEB J. 2005; 19:1067–1077;
Abramovits W. Calcitriol 3 microg/g ointment: an effective and safe addition to the armamentarium in topical psoriasis therapy. J. Drugs Dermatol. 2009; 8:17–22;
Koczulla R., von Degenfeld G., Kupatt C., Krotz F., Zahler S., Gloe T., Issbrucker K., Unterberger P., Zaiou M., Lebherz C., Karl A., Raake P., Pfosser A., Boekstegers P., Welsch U., Hiemstra P. S., Vogelmeier C., Gallo R. L., Clauss M., Bals R. An angiogenic role for the human peptide antibiotic LL-37/hCAP-18. J. Clin. Invest. 2003; 111:1665–1672;
Peroni D. G., Piacentini G. L., Cametti E., Chinellato I., Boner A. L. Correlation between serum 25-hydroxyvitamin D levels and severity of atopic dermatitis in children. Br. J. Dermatol. 2011; 164:1078–1082;
Burke K. E., Clive J., Combs G. F., Jr, Commisso J., Keen C. L., Nakamura R. M. Effects of topical and oral vitamin E on pigmentation and skin cancer induced by ultraviolet irradiation in Skh:2 hairless mice. Nutr. Cancer. 2000; 38:87–97;
Steenvoorden D. P., Beijersbergen van Henegouwen G. Protection against UV-induced systemic immunosuppression in mice by a single topical application of the antioxidant vitamins C and E. Int. J. Radiat. Biol. 1999; 75:747–755;
Jurkiewicz B. A., Bissett D. L., Buettner G. R. Effect of topically applied tocopherol on ultraviolet radiation-mediated free radical damage in skin. J. Invest Dermatol. 1995; 104:484–488;
Ricciarelli R., Maroni P., Ozer N., Zingg J. M., Azzi A. Age-dependent increase of collagenase expression can be reduced by alpha-tocopherol via protein kinase C inhibition. Free Radic. Biol. Med. 1999; 27:729–737;
Lin J. Y., Selim M. A., Shea C. R., Grichnik J. M., Omar M. M., Monteiro-Riviere N. A., Pinnell S. R. UV photoprotection by combination topical antioxidants vitamin C and vitamin E. J. Am. Acad. Dermatol. 2003; 48:866–874;
Pickart L., Vasquez-Soltero J. M., Margolina A. The human tripeptide GHK-Cu in prevention of oxidative stress and degenerative conditions of aging: implications for cognitive health. Oxid. Med. Cell Longev. 2012; 2012:324832;
Fine J. D., Johnson L. B., Weiner M., Suchindran C. Gastrointestinal complications of inherited epidermolysis bullosa: cumulative experience of the National Epidermolysis Bullosa Registry. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2008; 46:147–158;
McKenzie R. C. Selenium, ultraviolet radiation and the skin. Clin. Exp. Dermatol. 2000; 25:631–636.